(57)【要約】      （修正有）【課題】成形作業に必要なパンチ力などの打撃力が小さくて済み、しかも深い凹状部を確実にかつ効率よく成形でき、構造が簡単でコンパクト化が可能な成形ユニットを提供する。【解決手段】一端を開口した円筒状成形ユニット本体２内に凹状部成形用ブレード８を中心孔部４内および半径方向外方へそれぞれ一部を突出して摺動自在に嵌挿し、ブレード８の外端部を外部にテーパー面６ａを備えたウエッジ６に連結し、ダイ３を成形ユニット本体２内の軸方向に摺動自在に配設し、成形ユニット本体２の内周面にウエッジ６が開口２Ａの反対側へ摺動するのに伴って半径方向内方へ変位するようウエッジ６のテーパー面６ａに対応した傾斜溝２ｅを形成し、成形ユニット本体２内の中心軸部周囲にダイ３を開口方向へ復帰させるスプリング１３を配装している。【選択図】      図１
2005007426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を開口した円筒状成形ユニット本体内に配装されたダイの中心軸部に金属製軸状素材を外方へ一部を突出してセットし、パンチにより前記軸状素材および前記ダイを打ち込むことにより側部に凹状部を有する軸状部品を成形するための成形ユニットであって、
前記ダイは中心部に軸方向に貫通し前記軸状素材をセット可能な中心孔部を備え、外周壁部に半径方向へ貫通する貫通孔を設けてこの貫通孔内に前記凹状部の成形用ブレードを前記中心孔部内および半径方向外方へそれぞれ一部を突出して摺動自在に嵌挿し、前記ブレードの外端部を外側にテーパー面を備えたウエッジに連結し、前記ダイを前記成形ユニット本体内の軸方向に摺動自在に配設し、
前記成形ユニット本体の内周面に前記ウエッジが前記開口の反対側へ摺動するのに伴って半径方向内方へ変位するようウエッジのテーパー面に対応した傾斜溝を備えた傾斜溝部を形成し、
前記成形ユニット本体内の開口と反対側の中心軸部に前記軸状素材のノックアウトピンを前記開口側へ移動自在に配設し、このノックアウトピンの周囲の前記成形ユニット本体に前記ダイを前記開口方向へ復帰させるスプリングを配装したこと
を特徴とする成形ユニット。
【請求項２】
前記ウエッジ両側面に係止条を長手方向に沿って突設するとともに、前記成形ユニット本体の傾斜溝部内に前記係止条に対応する係止溝部を形成した請求項１記載の成形ユニット。
【請求項３】
前記ウエッジおよび前記ブレードを一体に形成した請求項１又は２記載の成形ユニット。
【請求項４】
前記ウエッジおよび前記ブレードの複数組を円周方向に間隔をあけて対向的に配置した請求項１〜３のいずれか記載の成形ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、たとえば、プレス機械やパーツフォーマなどの連続加工機に組み込んで使用され、主に、軸部の側面に内方へ窪んだ凹状部を有する軸状部品を成形するのに好適な成形ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のように軸部の中間部にくびれがある軸状部品を、たとえば冷間鍛造により成形するプレス機械として、つぎのような構造の装置が提案されている。この装置は、パンチが降下することにより分割ダイが開閉ガイド部材の内周のテーパー面に沿って降下し、分割ダイが型閉じ状態になるような金型装置のワークセット機構を備えている。したがって、そのワークセット機構に軸状素材をセットした状態でパンチを降下させれば、軸状素材は分割ダイによって周囲が拘束された状態で、パンチとノックアウトピンにより軸方向に圧縮される。この結果、分割ダイの内周面形状に倣って中間部がくびれた形状の軸状部品が成形される（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２６０４６（段落番号０００５〜０００７および図２・図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の成形装置では、下記のような点で改良すべき余地がある。すなわち、周方向に分割された複数（実施例では３つ）の分割ダイの内周面に成形しようとするくびれ形状に対応する型を形成する必要があり、この型の製作に手間がかかるため、分割ダイの製作費が多大である。また、分割ダイを型閉めすることによって軸状素材を全体的に絞るようにして型を成形するので、成形に要する荷重が大きく、しかも軸状素材に成形可能な型の深さが比較的浅いものに限られる。さらに、分割ダイ間に圧縮スプリングを介設するなど、全体構造が複雑である。
【０００５】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、成形作業に必要なパンチ力などの荷重が小さくて済み、しかも深い凹状部を確実にかつ効率よく成形でき、構造が簡単でコンパクト化が可能な成形ユニットを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明にかかる成形ユニットは、ａ）一端を開口した円筒状成形ユニット本体内に配装されたダイの中心軸部に金属製軸状素材を外方へ一部を突出してセットし、パンチにより前記軸状素材および前記ダイを打ち込むことにより側部に凹状部を有する軸状部品を成形するための成形ユニットであって、ｂ）前記ダイは中心部に軸方向に貫通し前記軸状素材をセット可能な中心孔部を備え、外周壁部に半径方向へ貫通する貫通孔を設けてこの貫通孔内に前記凹状部の成形用ブレードを前記中心孔部内および半径方向外方へそれぞれ一部を突出して摺動自在に嵌挿し、前記ブレードの外端部を外側にテーパー面を備えたウエッジに連結し、前記ダイを前記成形ユニット本体内の軸方向に摺動自在に配設し、ｃ）前記成形ユニット本体の内周面に前記ウエッジが前記開口の反対側へ摺動するのに伴って半径方向内方へ変位するようウエッジのテーパー面に対応した傾斜溝を備えた傾斜溝部を形成し、ｄ）前記成形ユニット本体内の開口と反対側の中心軸部に前記軸状素材のノックアウトピンを前記開口側へ移動自在に配設し、このノックアウトピンの周囲の前記成形ユニット本体に前記ダイを前記開口方向へ復帰させるスプリングを配装したことを特徴とするものである。
【０００７】
上記の構成からなる本発明の成形ユニットによれば、ダイの中心孔部にセットした軸状素材をパンチによりダイとともに打ち込むことにより、軸状素材の軸部（側周面）に先端部が当接するブレードが軸状素材、ウエッジおよびダイとともに軸方向へ移動すると同時に、半径方向内方つまり軸状素材の中心方向へ移動する。これにより、軸状素材の軸部はブレードの圧縮力を受けて塑性変形し、ブレード先端部の型形状に対応した形状の凹状部が軸状素材の軸部に成形される。
【０００８】
また本発明の上記構成によれば、ブレードが軸状素材およびダイとともに軸方向へ移動する際に、ウエッジのテーパー面がユニット本体の傾斜溝面に沿って軸方向に摺動することにより半径方向内方つまり中心方向へ移動し、ブレードを中心方向へ押し込む。つまり、パンチによる軸方向への打ち込み力は、ウエッジのテーパー面で軸方向と半径方向内方とに分力され、ブレードに対しその中心部へ軸状素材を圧縮する力が作用する。したがって、上記した従来の成形装置のように分割ダイを型閉めして軸状素材に対して全周囲から絞り込む力を作用させるのに比べて、成形箇所へより大きな塑性変形力を作用させられる。これに加えて、従来の成形装置では、分割ダイの型閉めに抗するように分割ダイ間にスプリングが介設されているために、ダイの型閉めに強大な力を要する、いいかえれば型閉め力が削減されるが、本発明の上記構成で使用されているスプリングはパンチにより打ち込まれた軸状素材およびダイを元の位置へ復帰させるために用いられており、パンチの打ち込み方向と対向するように配置されており、パンチの分力に抗するものではない。このため、本発明は従来装置に比べてパンチによる打撃力をブレードに効率よく伝達し、効率の優れた成形ができる。
【０００９】
請求項２に記載のように、前記ウエッジ両側面に係止条を長手方向に沿って突設するとともに、前記成形ユニット本体の傾斜溝部内に前記係止条に対応する係止溝部を形成するのが好ましい。
【００１０】
請求項２記載の成形ユニットによれば、成形後に上記のスプリングにより軸状素材およびダイが元の成形開始位置へ復帰する際に、ウエッジのテーパー面が傾斜溝に沿って開口方向へ摺動され、同時にウエッジの係止条と係止溝部の係合関係によってウエッジが半径方向外方へ変位し、この結果、ウエッジに連結されたブレードも軸状素材から半径方向へ離間する。つまり、軸状素材がダイとともに元の位置に戻るときに、ウエッジおよびブレードが半径方向へ確実に離間する。
【００１１】
請求項３に記載のように、前記ウエッジおよび前記ブレードを一体に形成することができる。
【００１２】
請求項３記載の成形ユニットによれば、部品点数が減り、構造が簡素化される。
【００１３】
請求項４に記載のように、前記ウエッジおよび前記ブレードの複数組を円周方向に間隔をあけて対向的に配置することが望ましい。
【００１４】
請求項４記載の成形ユニットによれば、成形時にブレード（およびウエッジ）が軸状素材に対し相対向して圧縮力を作用させ塑性変形することにより複数の凹状部を成形するから、軸状素材が軸方向に直交する方向へ均等な圧縮力を受けて塑性変形する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる成形ユニットの実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１は成形ユニットの実施例を示す中央縦断面図、図２は同右側面図で左半分を省略している。図３は同左側面図で右半分を省略している。図４はガススプリングの正面図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、本例の成形ユニット１は、一端（右端）２Ａを開口した円筒状の成形ユニット本体２を備え、このユニット本体２の開口部２ａ内に円筒体状のダイ（本例では外周側がダイス鋼で内周側が超硬合金鋼からなる）３が軸方向（左右方向）に摺動自在に配設されている。ダイ３は中心部に軸方向に貫通する中心孔部４を備え、この中心孔部４の内径は軸状素材Ｓの外径よりわずかに大きく形成されており、成形される軸状素材Ｓが中心孔部４内にセットされる。ダイ３の外側周部で右端付近に凹所５が相対向して形成され、各凹所５内にウエッジ６が半径方向へ摺動自在に配設されている。
【００１７】
ウエッジ６は縦断面略台形で、外側が右端から左端へかけて内方（中心方向）へ傾斜した平坦なテーパー面６ａに形成され、また図２のようにテーパー面６ａ下の両側部に側方へ突出する係止条６ｂが形成されている。一方、ユニット本体２は開口２Ａ寄りの円筒部２ｂ・２ｃが軸方向に２分割され、また開口２Ａと反対側の円柱部２ｄが円筒部２ｃと分割されている。開口２Ａ側円筒部２ｂの内周部に、ウエッジ６のテーパー面６ａに対応する傾斜面２ｅ’を備えた傾斜溝部２ｅが軸方向にわたって形成され、この傾斜溝部２ｅ内の両側に係止条６ｂに対応する係止溝部２ｆが形成されている。ユニット本体２は軸方向で２ｂ・２ｃ・２ｄに３分割されているが、これらの部分２ｂ・２ｃ・２ｄは、開口２Ａと反対側の基端面側から挿入螺合される複数本（本例では４本）のキャップネジ９（図３）によって一体不可分に連結される。
【００１８】
また、各凹所５内より中心孔部４に連通する貫通孔７が半径方向へそれぞれ穿設され、これらの各貫通孔７には四角柱状のブレード８が半径方向へ摺動自在に配設されている。ブレード８は半径方向の外端部で、ウエッジ６に一体に連結されている。
【００１９】
ユニット本体２の基端側円柱部２ｃには中心部に貫通孔１１が穿設され、ノックアウトピン１２が配備されている。また、ノックアウトピン１２を中心にしてその周囲に複数本（本例では４本）のガススプリング１３（図４）が周方向に等間隔に配設されている。各ガススプリング１３の先端部１３ａは、ダイ３の底面に当接され、この状態でダイ３の先端がユニット本体２の開口２Ａ端に位置している。そして、ダイ３が開口２Ａと反対方向へ摺動する際に、ガススプリング１３の先端部１３ａが押し込まれ、その付勢力に抗する。
【００２０】
以上のようにして本実施例の成形ユニット１が構成されるが、この成形ユニット１は下記のように使用される。
【００２１】
図５（ｃ）は成形済みの軸状部品Ｔを示すもので、この軸状部品Ｔは丸棒状の金属製軸状素材Ｓから下記の手順で成形される。すなわち、
１）  図５（ａ）の軸状素材（本例では炭素鋼）Ｓの先端部の所定位置に、縦型プレス機（図示せず）などにより外向きのフランジｆを成形する。
【００２２】
２）  このフランジｆ付き軸状素材Ｓ（図５（ｂ））を基端側からダイ３の中心孔部４に挿入する。軸状素材Ｓのフランジｆが中心孔部４の開口２Ａ端に当接し、位置決めされる（図１の上半分）。
【００２３】
３）  右側からパンチ１４により、軸状素材Ｓおよびダイ３が成形ユニット１の軸方向へ叩打される（図１の下半分）。
【００２４】
軸状素材Ｓおよびダイ３が図１の左側へ移動し、各ガススプリング１３の先端部１３ａが押し込まれる。このとき、上下のウエッジ６・６は傾斜溝面に沿って摺動し、上下のブレード８・８が相対向して軸状素材Ｓの中心部へ向けて移動する。この結果、軸状素材Ｓの軸部が塑性変形して一対の凹状部ｏ・ｏが成形される。また、ノックアウトピン１２がユニット本体２の基端側から左方向へ大きく突出する。
【００２５】
４）  成形作業の終了後、ノックアウトピン１２によりダイ３の中心孔部４にセットされている軸状部品Ｔ（図５（ｃ）を図１の右側へ突き出す。これにより、軸状部品Ｔおよびダイ３はガススプリング１３の付勢力によって元の位置に復帰する。同時に、上下のウエッジ６・６は係止条６ｂと係止溝部２ｆとの係合関係により、各ウエッジ６が図１の右方向へ移動するのに伴って半径方向外方へ次第に変位するとともに、相対向する上下のブレード８・８が軸状部品Ｔの凹状部ｏから離間する。
【００２６】
したがって、作業終了後にダイ３の中央孔部４より軸状部品Ｔを図１の右方向へ簡単に引き出すことができる。
【００２７】
図６および図７は別の実施例を示す図面で、これらの図に示すように、本実施例の成形ユニット１’は下記の点が相違する。すなわち、ブレード８をウエッジ６と一体に成形したこと、およびガススプリング１３を円柱体のバネ受け座１５ａを先端側に介設したコイルスプリング１５に代えたことである。その他の構成および成形態様は上記実施例と共通するので、共通する部材は同一の符号を用いて図面に示し、説明を省略する。
【００２８】
上記に２つの実施例を示したが、本発明の成形ユニットは下記のように実施することができる。
【００２９】
ａ）  上記各実施例では、軸状素材Ｓの中心軸線上にブレード８の先端中心部を当接させ圧縮力を与えて塑性変形により、凹状部ｏを冷間、温間あるいは熱間で鍛造するように構成しているが、たとえば、ブレード６の先端部を軸状素材Ｓに当接する位置を中心軸線から一側方へ偏らせて軸状素材Ｓの外周部寄りに当接する。つまり、ウエッジ６に対しブレード８を図７の二点鎖線で示すように中心線から一側方へ偏らせて一体に連結する。ブレード８が相対向する場合には、中心軸線を対称に一方を右側方へ他方を左側方へそれぞれ連結位置をずらせて配置し、パンチ１４で軸状素材Ｓおよびダイ３を打ち込むことにより、相対向するブレード８’・８’（図７）で軸状素材Ｓの両側部分を削り取るようにして凹状部ｏ・ｏを形成するようにしてもよい。
【００３０】
ｂ）  本発明にかかる成形ユニットは、プレス機のほか連続加工機であるパーツフォーマーなど、打撃用パンチを備えた各種機械に装填して使用できる。
【００３１】
ｃ）  上記の各実施例では、ウエッジ６の両側面の外側寄りに係止条６ｂを設けるとともに、それらに対応する係止溝部２ｆを傾斜溝部２ｅに形成したが、係止条６ｂおよび係止溝部２ｆを省いて実施することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の成形ユニットには、次のような優れた効果がある。
【００３３】
１）成形作業に必要なパンチ力などの荷重が小さくて済み、しかも深い凹状部を確実にかつ効率よく成形できる。全体の構造が簡単で製造コストが比較的安くて耐久性に富み、ユニットのコンパクト化が可能で、プレス機のほかパーツフォーマなどの連続加工機に使用できる。
【００３４】
２）請求項２記載の発明では、成形後に軸状素材およびダイが元の成形開始位置へ復帰する際に、ウエッジの係止条と係止溝部の係合関係によってウエッジが半径方向外方へ変位し、軸状素材がダイとともに元の位置に戻るときに、ウエッジおよびブレードが半径方向へ確実に離間する。
【００３５】
３）請求項３記載の発明では、部品点数が減り、構造が簡素化される。
【００３６】
４）請求項４記載の発明では、成形時にブレードが軸状素材に対し相対向して圧縮力を作用させ塑性変形することにより複数の凹状部を成形するようにしたので、軸状素材が軸方向に直交する方向へ均等な圧縮力を受けてバランス良く塑性変形される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる成形ユニットの実施例を示す中央縦断面図である。
【図２】図１の成形ユニットの右側面図で左半分を省略している。
【図３】図１の成形ユニットの左側面図で右半分を省略している。
【図４】図１の成形ユニットのガススプリングの正面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は軸状素材Ｓから軸状部品Ｔに成形される過程を順に示す斜視図である。
【図６】本発明にかかる成形ユニットの別の実施例を示す中央縦断面図である。
【図７】図６の成形ユニットの右側面図である。
【符号の説明】
１・１’成形ユニット
２  ユニット本体
２ａ  ユニット本体２の開口部
２ｂ・２ｃ  円筒部
２ｄ  円柱部
２ｅ  傾斜溝部
２ｆ  係止溝部
３  ダイ
４  中心孔部
５  凹所
６  ウエッジ
６ａ  テーパー面
６ｂ  係止条
７・１１  貫通孔
９  キャップネジ
１２  ノックアウトピン
１３  ガススプリング
１４  パンチ
１５  コイルスプリング
Ｓ  軸状素材
Ｔ  軸状部品
ｏ  凹状部
ｆ  フランジ
【図１】
2005007426.tif 000003
【図２】
2005007426.tif 000004
【図３】
2005007426.tif 000005
【図４】
2005007426.tif 000006
【図５】
2005007426.tif 000007
【図６】
2005007426.tif 000008
【図７】
2005007426.tif 000009